Java程式碼實現歸併排序

歸併排序（Merge Sort）

思路：如果要排序一個數組，我們先把陣列從中間分成前後兩部分，然後對前後兩部分分別排序，再將排好序的兩部分合並在一起，這樣整個陣列就都有序了。

所以說歸併排序的核心思想是排序和合並兩個有序陣列，這個規程需要用遞迴來實現。
核心思想：

• 將陣列拆分為兩個陣列，然後對兩個陣列各自進行排序。
• 合併兩個排好序的陣列。

需要注意的是，對子陣列進行排序依然是使用歸併排序，所以這就涉及到了遞迴。

下面是Java程式碼的實現：

    public class MergeSort {
    /**
     * 歸併排序
     *
     * @param a 待排序的陣列
     * @param n 陣列大小
     */
    public static void mergeSort(int[] a, int n) {
        mergeSortRecursion(a, 0, n - 1);
    }

    /**
     * 遞迴呼叫的函式
     *
     * @param a
     * @param p
     * @param r
     */
    public static void mergeSortRecursion(int[] a, int p, int r) {
        // 遞迴終止條件
        if (p >= r) {
            return;
        }

        // 取p到r之間的位置q
        int q = p + (r - p) / 2;
        // 分治遞迴
        mergeSortRecursion(a, p, q);
        mergeSortRecursion(a, q + 1, r);

        // 將A[p...q]和A[q+1...r]合併為A[p...r]
        merge(a, p, q, r);
    }

    /**
     * 合併兩個有序陣列
     *
     * @param a 合併好的有序陣列，需要放到這個位置上。
     * @param p
     * @param q
     * @param r
     */
    public static void merge(int[] a, int p, int q, int r) {
        int i = p;
        int j = q + 1;
        int k = 0;
        int[] tmp = new int[r - p + 1];

        // 最少把一個數組中的資料取完。
        while (i <= q && j <= r) {
            if (a[i] <= a[j]) {
                tmp[k++] = a[i++];
            } else {
                tmp[k++] = a[j++];
            }
        }

        // 判斷哪個子陣列中有剩餘的資料。
        int start = i;
        int end = q;
        if (j <= r) {
            start = j;
            end = r;
        }
        // 將剩餘的資料copy到臨時陣列 tmp。
        while (start <= end) {
            tmp[k++] = a[start++];
        }

        //將 tmp 中的資料拷貝回 a 中
        System.arraycopy(tmp, 0, a, p, r - p + 1);
    }
}
 

測試程式碼如下：

    public void onBtnTest5Clicked() {
        int size = 10;
        if (size <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("size cannot bo lower than 0");
        }
        int[] a = SortUtils.generateRandomArray(size, 100);
        System.out.println("歸併排序：");
        System.out.println(SortUtils.getArrayToString(a));
        MergeSort.mergeSort(a, size);
        System.out.println(SortUtils.getArrayToString(a));
        System.out.println();
    }
 

輸出結果：符合期望

I/System.out: 歸併排序：
I/System.out: [78,33,20,43,22,71,40,93,20,50]
I/System.out: [20,20,22,33,40,43,50,71,78,93]

完整程式碼請檢視

專案中搜索MergeSort即可。
github傳送門 https://github.com/tinyvampirepudge/DataStructureDemo

gitee傳送門 https://gitee.com/tinytongtong/DataStructureDemo

參考：
排序（下）：如何用快排思想在O(n)內查詢第K大元素？